近年来，全球各首要经济体都在大力推动制作业的复兴。在工业4.0、工业互联网、物联网、云核算等热潮下，全球许多优异制作企业都展开了智能工厂建造实践。

　　据我国工程院院长周济介绍，智能出产是智能制作的主线，而智能工厂是智能出产的首要载体。跟着新一代人工智能的使用，往后20年，我国企业将要向自学习、自适应、自操控的新一代智能工厂进军。

　　智能工厂是完结智能制作的重要载体，首要经过构建智能化出产体系、网络化散布出产设备，完结出产进程的智能化。智能工厂现已具有了自主才能，可收集、剖析、判别、规划；经过全体可视技能进行推理猜测，使用仿真及多媒体技能，将实境扩增展现规划与制作进程。体系中各组成部分可自行组成最佳体系结构，具有和谐、重组及扩大特性。已体系具有了自我学习、自行保护才能。因而，智能工厂完结了人与机器的彼此和谐协作，其实质是人机交互。

　　而智能出产就是以智能工厂为中心，将人、机、法、料、环连接起来，多维度交融的进程。

　　在智能工厂的体系架构中，质量办理的五要素也相应的发生改变，由于在未来智能工厂中，人类、机器和资源能够相互通讯。智能产品“知道”它们怎么被制作出来的细节，也知道它们的用处。

　　企业依据CPS和工业互联网构建的智能工厂原型，首要包含物理层、信息层、大数据层、工业云层、决议方案层。其间，物理层包含工厂内不同层级的硬件设备，从最小的嵌入设备和根底元器材开端，到感知设备、制作设备、制作单元和出产线，彼此间均完结互联互通。以此为根底，构建了一个“可测可控、可产可管”的纵向集成环境。信息层包含企业经营事务各个环节，包含研制规划、出产制作、营销服务、物流配送等各类经营办理活动，以及由此发生的众创、特性化定制、电子商务、可视追寻等相关事务。

　　纵向集成和横向集成均以CPS和工业互联网为根底，产品、设备、制作单元、出产线、车间、工厂等制作体系的互联互通，及其与企业不同环节事务的集成一致，则是经过数据使用和工业云服务完结，并在决议方案层依据产品、服务、设备办理支撑企业最高决议方案。这些一起构建了一个智能工厂完好的价值网络体系，为用户供给端到端的处理方案。

　　由于产品制作工艺进程的显着差异，离散制作业和流程制作业在智能工厂建造的要点内容有所不同。关于离散制作业而言，产品往往由多个零部件经过一系列不接连的工序安装而成，其进程包含许多改变和不确定要素，在必定程度上增加了离散型制作出产组织的难度和配套杂乱性。企业常常依照首要的工艺流程组织出产设备的方位，以使物料的传输间隔最小。

　　由于各个职业出产流程不同，加上各个职业智能化状况不同，智能工厂有以下几个不同的建造形式。

　　第一种形式是从出产进程数字化到智能工厂。在石化、钢铁、冶金、建材、纺织、造纸、医药、食物等流程制作范畴，企业开展智能制作的内涵动力在于产品品质可控，偏重从出产数字化建造起步，依据品控需求从产品结尾操控向全流程操控改变。

　　第二种形式是从智能制作出产单元(配备和产品)到智能工厂。在机械、轿车、航空、船只、轻工、家用电器和电子信息等离散制作范畴，企业开展智能制作的中心意图是拓宽产品价值空间，偏重从单台设备自动化和产品智能化下手，依据出产功率和产品效能的提高完结价值增加。

　　第三种形式是从特性化定制到互联工厂。在家电、服装、家居等间隔用户最近的消费品制作范畴，企业开展智能制作的要点在于充沛满意顾客多元化需求的一起完结规模经济出产，偏重经过互联网渠道展开大规模特性定制形式立异。

　　智能出产的侧要点在于将人机互动、3D打印等先进技能使用于整个工业出产进程，并对整个出产流程进行监控、数据收集，便于进行数据剖析，然后构成高度灵敏、特性化、网络化的工业链。

　　3D打印是一项颠覆性的立异技能，被美国自然科学基金会称为20世纪最重要的制作技能立异。制作业的全流程都能够引进3D打印，起到节省本钱、加速进度、削减资料糟蹋等作用。

　　在规划环节，凭借3D打印技能，规划师能够取得更大的自由度和构思空间，能够专心于产品形状构思和功用立异，而不用考虑形状杂乱度的影响，由于3D打印简直能够完结任何形状的物品构建。在出产环节，3D打印能够直接从数字化模型生成零部件，不需求专门的模具制作等工序，既节省了本钱，又能加速产品上市。在分销环节，3D打印可能会应战现有的物流分销网络。

　　3D打印经过了近 40 年的开展，龙头公司开端完结明显盈余，商场认可度快速上升，职业收入增加加速。依据典型的产品生命周期理论，技能产品从导入期进入成长期的进程中往往表现出加速增加的特征，判别现在3D打印工业正在进入加速成长期。

　　图表：2008-2015年全球3D打印设备出货量增加状况（来历：赛瑞研讨）

　　整个3D打印职业工业链大约可分为三个部分，上游根底配件职业，3D打印设备出产企业、3D打印资料出产企业和支撑配套企业，下流首要是3D打印的各大使用范畴。一般意义上的3D打印职业则首要是指3D打印设备、资料及服务企业。

　　3D 打印现已构成了一条完好的工业链。工业链的每个环节都聚集了一批抢先企业。全球规模来看，以Stratasys、3D Systems为代表的设备企业在工业链中占有了主导作用，且这些设备企业一般能够供给资料和打印服务事务，如具有较强的话语权。

　　图表：2015年全球工业级/专业级3D打印设备出货量TOP5企业（来历：赛瑞研讨收拾）

　　未来各类交互方法都会进行深度交融，使智能设备会愈加自然地与人类生物反响及处理进程同步，包含思维进程、动觉，乃至一个人的文明偏好等，这个范畴充满着各式各样别致的可能性。

　　人与机器的信息交流方法跟着技能交融脚步的加速向更高层次跨进，新式人机交互方法被逐步使用于出产制作范畴。具体表现在智能交互设备柔性化和智能交互设备工业范畴使用这两个方面。在出产进程中，智能制作体系可独立承当剖析、判别、决议方案等使命，杰出人在制作体系中的中心位置，一起在工业机器人、无轨agv等智能设备合作下，更好发挥人的潜能。机器智能和人的智能真实地集成在一起，相互合作，相辅相成。实质是人机一体化。

　　我国现已根本构成较为完好的工业链结构，在资料、器材、体系、网络等各方面水平不断完善，自主产品已达6000种，国内建立了三大传感器出产基地，分别为：安徽基地，陕西基地和黑龙江基地。政府对国内传感器工业提出了加速力度加速开展的指导方针，未来的传感器开展将向着智能化的方向改进。

　　智能工厂的建造离不开工业软件的广泛使用。工业软件包含根底和使用软件两大类，其间体系、中间件、嵌入式归于根底技能规模，并不与特定工业办理流程和工艺流程严密相关，以下说到的工业软件首要指使用软件，包含运营办理类、出产办理类和研制规划类软件等。

　　广泛使用MES（制作履行体系）、APS（先进出产排程）、PLM(产品生命周期办理) 、ERP(企业资源方案)、质量办理等工业软件，完结出产现场的可视化和透明化。在新建工厂时，能够经过数字化工厂仿真软件，进行设备和产线布局、工厂物流、人机工程等仿真，保证工厂结构合理。在推动数字化转型的进程中，有必要保证工厂的数据安全和设备和自动化体系安全。

　　云制作即制作企业将先进的信息技能、制作技能以及新式物联网技能等穿插交融，工厂产能、工艺等数据都集中于云渠道，制作商可在云端进行大数据剖析与客户关系办理，发挥企业最佳效能。

　　咱们国内，能够看到有航天科工集团开发的面向航天杂乱产品的集团企业云制作服务渠道，接入了集团部属各院所和基地具有丰厚的制作资源和才能；中车集团面向轨迹交通配备的集团企业云制作服务渠道，打通了轨迹车辆、工程机械、机电设备、电子设备及相关部件等产品的研制、规划、制作、修补和服务等事务；面向中小企业的云制作渠道，也连续出现在了配备制作、箱包鞋帽等职业范畴。

　　云制作为制作业信息化供给了一种簇新的理念与形式，云制作作为一种初生的概念，其未来具有巨大的开展空间。但云制作的未来开展仍面临着许多关键技能的应战，除了关于云核算、物联网、语义Web、高性能核算、嵌入式体系等技能的归纳集成，依据常识的制作资源云端化、制作云办理引擎、云制作使用协同、云制作可视化与用户界面等技能均是未来需求霸占的重要技能。

　　建造智能工厂无疑是制作企业转型晋级的重要方法，一起应环绕企业的中长期开展战略，依据本身产品、工艺、设备和订单的特色，合理规划智能工厂的建造蓝图。在推动规范化、标准化的根底上，从最急迫需求处理的问题下手，务实推动智能工厂的建造。

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